KR102503988B1 - Motor Control Methods and Devices for Shift-By-Wire Systems - Google Patents
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Abstract
자동 변속기의 변속 레인지 전환이 SR 모터(Switched Reluctance Motor)에 의해 구현되는 전동식 시프트 바이 와이어(SBW, Shift By Wire) 시스템의 모터 제어 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 전동식 시프트 바이 와이어 시스템의 모터 제어 방법은, 변속 레인지 전환 요청이 입력되면 전환 요청이 입력된 시점에 SR 모터의 현재 위치를 시작 위치로 인식하고 상기 SR 모터의 현재 위치와 목표 위치가 일치하는지 판단하고, 현재 위치와 목표 위치가 일치하지 않는 경우 목표 위치 방향으로 SR 모터를 회전시키기 위한 전류를 인가하며, 전류가 인가된 시점부터 카운터를 가동시켜 SR 모터의 실제 움직임이 감지된 시점까지의 시간을 카운트하고, 카운트된 시간을 기 설정된 시간 기준값과 비교하여 카운트된 시간이 상기 시간 기준값을 초과하면 SR 모터의 회전 속도를 빠르게 하는 진각 제어를 수행하고, SR 모터가 목표 위치를 향해 회전하는 실변속 구간에서 SR 모터에 인가되는 전류를 계측하고 계측된 전류값에 따라 진각 제어를 증대시키거나 SR 모터의 회전 속도를 늦추는 지각 제어를 실행하는 것을 요지로 한다. Disclosed is a method and apparatus for controlling a motor of an electric shift-by-wire (SBW) system in which shift range switching of an automatic transmission is implemented by a switched reluctance motor (SR motor). In the motor control method of an electric shift-by-wire system according to the present invention, when a shift range change request is input, the current position of the SR motor is recognized as the starting position at the time when the shift request is input, and the current position and the target position of the SR motor are If the current position and target position do not match, apply current to rotate the SR motor in the direction of the target position, and operate the counter from the time the current is applied until the actual movement of the SR motor is detected. counts the time of, compares the counted time with a preset time reference value, and performs an advance control to speed up the rotational speed of the SR motor when the counted time exceeds the time reference value, and the SR motor rotates toward the target position The main purpose of the present invention is to measure the current applied to the SR motor in the actual speed range and increase the advance control or perform the retard control to slow down the rotational speed of the SR motor according to the measured current value.
Description
본 발명은 전동식 시프트 바이 와이어 시스템(SBW, Shift By Wire)의 모터 제어 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 SR 모터(Switched Reluctance Motor)를 시프트 액추에이터로 사용하는 전동식 시프트 바이 와이어 시스템의 모터 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for controlling a motor of an electric shift by wire system (SBW, Shift By Wire), and more particularly, to a method and apparatus for controlling a motor of an electric shift by wire system using a switched reluctance motor (SR motor) as a shift actuator It is about.
기존 자동 변속기의 변속 레인지 전환 방식인 SBC(Shift-By-Cable) 방식은, 변속 레버를 이동하면 케이블에 의해 디텐트 플레이트가 회전하고 매뉴얼 밸브가 움직이며 밸브 바디 상의 P, R, N, D 유로를 열어줌으로써 원하는 변속 레인지로의 전환이 구현된다. 그러나 기존 SBC 방식은 케이블의 위치나 배치를 고려해야 하기 때문에 설계상 제약이 크고 조립 및 양산성이 떨어지는 단점이 있다.In the SBC (Shift-By-Cable) method, which is a shift range conversion method of an existing automatic transmission, when the shift lever is moved, the detent plate is rotated by the cable, the manual valve is moved, and the P, R, N, and D flow paths on the valve body are moved. Switching to the desired shift range is implemented by opening . However, since the existing SBC method has to consider the position or arrangement of cables, there are disadvantages in that the design limitations are large and assembly and mass productivity are poor.
기존 SBC 방식을 대체하기 위한 방식이 SBW(Shift By Wire) 방식이다. SBW 방식은 운전석 변속 레버와 연결된 케이블 대신 디텐트 플레이트를 모터로 회전시킴으로써 조작 편의를 제공하고 안전성을 향상시킨 기술이다. 이는 변속 레버의 조작 상황을 센서나 스위치로 검출하고, 모터(모터)로 디텐트 플레이트를 회전시켜 매뉴얼 밸브를 동작시키도록 구성된다. 유압회로가 없는 전기차 및 DCT 시스템에서는 단순히 파킹 기어의 체결과 해제의 기능을 실시한다.A method to replace the existing SBC method is the SBW (Shift By Wire) method. The SBW method is a technology that provides operation convenience and improves safety by rotating the detent plate with a motor instead of a cable connected to the shift lever in the driver's seat. This is configured to detect the operating condition of the shift lever with a sensor or switch, and operate the manual valve by rotating the detent plate with a motor. In electric vehicles and DCT systems without a hydraulic circuit, the function of engaging and disengaging the parking gear is simply performed.
SBW(Shift By Wire) 방식에서 상기 디텐트 플레이트에는 디텐트 롤러가 디텐트 스프링에 의해 정적 안정을 취할 수 있는 복수의 변속 레인지가 존재한다. 모터는 운전자의 변속 레버 조작에 따른 변속 레인지 전환 요청에 따라 디텐트 플레이트를 적절한 위치까지 회전시켜 차량 시스템의 특정 기구적 상태를 체결 시킴으로써 주차, 운전 등 운전자가 원하는 상태를 만들어 준다.In the shift by wire (SBW) method, the detent plate has a plurality of shift ranges in which the detent roller can be statically stabilized by a detent spring. The motor rotates the detent plate to an appropriate position in response to the driver's request to change the shift range according to the driver's operation of the shift lever, and establishes the driver's desired state, such as parking and driving, by engaging a specific mechanical state of the vehicle system.
변속 레버를 통해 운전자가 원하는 변속 레인지를 입력했을 때 차량 제어기가 이를 수신하여 모터의 제어값(회전 방향 및 회전 각도(디텐트 플레이트의 변위량)을 포함하는 제어값)을 결정하고, 결정된 제어값으로 모터를 구동시켜 실제 레인지 체결 상태를 만드는 데까지는 어느 정도 시간이 소요된다. 이는 보통 모터의 응답성에 기인한다. When the driver inputs the desired shift range through the shift lever, the vehicle controller receives it, determines the control value of the motor (control value including the rotation direction and rotation angle (displacement amount of the detent plate)), and uses the determined control value. It takes some time to drive the motor and make the actual range connection state. This is usually due to the responsiveness of the motor.
변속 레인지 전환 시 모터의 응답성은 운전자도 즉각적으로 확인할 수 있다. 시프트 레버 조작완료 시점과 실제 레인지 체결 후 클러스터 등을 통해 레인지 정보가 표시되는 시점 간 약간의 시간차가 존재하기 때문이다. 그런데 만약 그 응답성이 균일하지 못할 경우 품질적인 문제를 일으켜 차량의 상품성 약화로 이어질 수 있다. Even the driver can immediately check the responsiveness of the motor when changing the shift range. This is because there is a slight time difference between the point at which the shift lever operation is completed and the point at which range information is displayed through a cluster after actual range engagement. However, if the response is not uniform, it may cause a quality problem and lead to a weakening of the marketability of the vehicle.
일반적인 BLDC 모터의 경우 PWM(Pulse Width Modulation) 듀티 제어를 활용한 속도 피드백 제어가 가능하므로 응답의 비균일 문제를 해결할 수 있다. 그러나 SR 모터(Switched Reluctance Motor)는 비용 측면에서 유리한 장점은 있으나 그 특성상 가변 PWM 듀티 제어가 불가능하기 때문에, SR 모터를 적용하는 경우 응답의 균일성(일정한 변속시간)을 보장할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.In the case of a general BLDC motor, speed feedback control using PWM (Pulse Width Modulation) duty control is possible, so the non-uniform response problem can be solved. However, SR motors (Switched Reluctance Motors) have advantages in terms of cost, but due to their characteristics, variable PWM duty control is not possible. Therefore, when applying SR motors, technology that can guarantee uniformity of response (constant shifting time) is required. The situation is.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, SR 모터(Switched Reluctance Motor)를 시프트 액추에이터로 사용하는 전동식 시프트 바이 와이어 시스템에서 별도의 하드웨어 추가나 변경 없이 소프트 웨어 변경만으로 응답의 균일성(일정한 변속시간)을 보장할 수 있는 전동식 시프트 바이 와이어 시스템의 모터 제어 방법 및 장치를 제공하고자 하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to ensure uniformity of response (constant shift time) only by changing software without adding or changing additional hardware in an electric shift-by-wire system using a SR motor (Switched Reluctance Motor) as a shift actuator It is intended to provide a method and apparatus for controlling a motor of an electric shift-by-wire system capable of
과제의 해결 수단으로서 본 발명의 일 측면에 따르면,According to one aspect of the present invention as a means of solving the problem,
자동 변속기의 변속 레인지 전환이 SR 모터(Switched Reluctance Motor)에 의해 구현되는 전동식 시프트 바이 와이어(SBW, Shift By Wire) 시스템에 있어서,In an electric shift-by-wire (SBW) system in which shift range switching of an automatic transmission is implemented by a switched reluctance motor (SR motor),
(a) 변속 레인지 전환 요청이 입력되면 전환 요청이 입력된 시점에 SR 모터의 현재 위치를 시작 위치로 인식하고 상기 SR 모터의 현재 위치와 목표 위치가 일치하는지 판단하는 단계;(a) recognizing the current position of the SR motor as a starting position at the time when the shift request is input when a shift range switching request is input, and determining whether the current position of the SR motor and a target position coincide with each other;
(b) 현재 위치와 목표 위치가 일치하지 않는 경우, 목표 위치 방향으로 상기 SR 모터를 회전시키기 위한 전류를 인가하는 단계;(b) applying a current to rotate the SR motor in the direction of the target position when the current position and the target position do not match;
(c) 전류가 인가된 시점부터 카운터를 가동시켜 SR 모터의 실제 움직임이 감지된 시점까지의 시간을 카운트하는 단계;(c) counting the time from when the current is applied to when the actual motion of the SR motor is detected by operating a counter;
(d) 카운트된 시간을 기 설정된 시간 기준값과 비교하고, 카운트된 시간이 상기 시간 기준값을 초과하면 상기 SR 모터의 회전 속도를 빠르게 하는 진각 제어를 수행하는 단계; 및(d) comparing the counted time with a preset time reference value, and performing advance control to increase the rotational speed of the SR motor when the counted time exceeds the time reference value; and
(e) SR 모터가 목표 위치를 향해 회전하는 실변속 구간에서 SR 모터에 인가되는 전류를 계측하고, 계측된 전류값에 따라 상기 진각 제어를 증대시키거나 SR 모터의 회전 속도를 늦추는 지각 제어를 수행하는 단계;를 포함하는 전동식 시프트 바이 와이어 시스템의 모터 제어 방법을 제공한다.(e) Measure the current applied to the SR motor in the actual speed range in which the SR motor rotates toward the target position, and increase the advance control or slow down the rotation speed of the SR motor according to the measured current value. It provides a motor control method of an electric shift-by-wire system including the step of doing.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 전동식 시프트 바이 와이어 시스템의 모터 제어 방법은 또한,The motor control method of the electric shift by-wire system according to an aspect of the present invention also includes,
(d') 상기 (d)와 (e) 단계 사이에 상기 (d) 단계를 통한 진각 제어 후 SR 모터의 현재 위치와 상기 시작 위치의 차이를 기 설정된 임계값과 비교하는 단계;를 더 포함할 수 있다.(d') comparing the difference between the current position of the SR motor and the starting position after the advance control through step (d) between steps (d) and (e) with a preset threshold; can
여기서, 상기 (d') 단계를 통한 비교결과, 진각 제어 후 SR 모터의 현재 위치와 상기 시작 위치의 차이가 기 설정된 임계값 미만이면, 카운터 초기화 후 상기 (c) 단계로 돌아가 이후 과정을 반복 실행하되, 반복 실행 시 상기 (d) 단계에서는 직전 진각 제어보다 SR 모터의 회전 속도를 더욱 빠르게 하는 진각 제어를 실행하며, 진각 제어 후 SR 모터의 현재 위치와 상기 시작 위치의 차이가 기 설정된 임계값을 초과하면 상기 (e) 단계로 프로세스를 전환하도록 프로그래밍 될 수 있다.Here, as a result of the comparison through the step (d'), if the difference between the current position of the SR motor and the starting position after the advance control is less than a preset threshold, return to the step (c) after initializing the counter and repeat the process thereafter However, in the repetitive execution, in the step (d), the advance control that makes the rotational speed of the SR motor faster than the previous advance control is executed, and the difference between the current position of the SR motor and the starting position after the advance control exceeds a preset threshold If exceeded, it can be programmed to switch the process to step (e) above.
또한, 상기 (e) 단계에서는, 계측된 전류값을 기 설정된 기준 전류값과 비교하여 진각 제어를 증대시키거나 지각 제어를 실행할 수 있다.Also, in step (e), advance control may be increased or retard control may be performed by comparing the measured current value with a preset reference current value.
바람직하게는, 상기 (e) 단계에서는 기준 전류값에서 계측 전류값을 뺀 전류 에러값(전류 에러값 = 기준 전류값 - 계측 전류값)을 계산하고, 상기 전류 에러값을 설정 임계값과 비교하여 클수록 이에 비례하여 진각 제어를 증대시키고 작을수록 이에 비례하는 지각 제어가 행해지도록 설정될 수 있다.Preferably, in step (e), a current error value (current error value = reference current value - measured current value) is calculated by subtracting the measured current value from the reference current value, and the current error value is compared with a set threshold value. It may be set so that the advance control is increased in proportion to the increase and the retardation control is performed in proportion to the decrease.
과제의 해결 수단으로서 본 발명의 다른 측면에 따르면,According to another aspect of the present invention as a means of solving the problem,
디텐트 플레이트를 목표 위치로 회전시키기 위한 구동력을 발생시키는 SR 모터(Switched Reluctance Motor);a switched reluctance motor (SR motor) generating a driving force for rotating the detent plate to a target position;
상기 SR 모터의 회전에 따라 상응하는 전기 신호를 출력하는 엔코더;an encoder outputting a corresponding electrical signal according to rotation of the SR motor;
변속 레버의 위치 변화를 감지하는 변속 레버 센서의 신호를 분석하여 목표 위치를 설정하고, 설정된 목표 위치를 향해 상기 디텐트 플레이트가 회전될 수 있도록 상기 엔코더의 신호를 바탕으로 상기 SR 모터의 구동을 제어하는 SBW 컨트롤러(Shift By Wire Controller);를 포함하며,The target position is set by analyzing the signal from the shift lever sensor that detects the position change of the shift lever, and the drive of the SR motor is controlled based on the encoder signal so that the detent plate can be rotated toward the set target position. Including; SBW controller (Shift By Wire Controller) to
상기 SBW 컨트롤러는, The SBW controller,
운전자의 상기 변속 레버 조작에 따라 변속 레인지 전환 요청이 입력되면 상기 SR 모터에 전류를 인가하되, 전류가 인가된 시점부터 SR 모터의 실제 움직임이 감지된 시점까지의 시간을 카운트하고, 카운트된 시간이 기 설정된 시간 기준값을 초과하면 SR 모터의 회전 속도를 빠르게 하는 진각 제어를 실행하며, SR 모터가 목표 위치를 향해 회전하는 실변속 구간에서 SR 모터에 인가되는 전류를 계측하고, 계측된 전류값에 따라 상기 진각 제어를 증대시키거나 SR 모터의 회전 속도를 늦추는 지각 제어를 실행하도록 프로그래밍된 복수의 프로세서를 구비하는 전동식 시프트 바이 와이어 시스템의 모터 제어 장치를 제공한다. When a shift range change request is input according to the driver's manipulation of the shift lever, current is applied to the SR motor, the time from when the current is applied to the time when the actual movement of the SR motor is detected is counted, and the counted time is When the preset time value is exceeded, advance control is executed to speed up the rotational speed of the SR motor, and the current applied to the SR motor is measured in the actual speed range in which the SR motor rotates toward the target position. Provided is a motor control device for an electric shift-by-wire system having a plurality of processors programmed to increase the advance control or execute retard control that slows down the rotational speed of the SR motor.
여기서 상기 복수의 프로세서는 바람직하게,Here, the plurality of processors preferably,
변속 레인지 전환 요청이 입력된 시점에 SR 모터의 현재 위치를 시작 위치로 인식하고 상기 SR 모터의 현재 위치와 목표 위치가 일치하는지 판단하는 판단부;a determination unit for recognizing a current position of the SR motor as a start position when a shift range switching request is input and determining whether the current position of the SR motor and a target position match;
상기 판단부에 의한 판단 결과, 현재 위치와 목표 위치가 일치하지 않는 경우, 목표 위치 방향으로 상기 SR 모터를 회전시키기 위한 전류를 인가하는 전류 제어부;a current controller for applying a current to rotate the SR motor in the direction of the target position when the current position and the target position do not match as a result of the determination by the determination unit;
전류 제어부에 의해 전류가 인가된 시점부터 카운터를 가동시켜 SR 모터의 실제 움직임이 감지된 시점까지의 시간을 카운트하는 카운터부; 및a counter unit which counts the time from when the current is applied by the current control unit to when the actual movement of the SR motor is sensed by activating the counter; and
상기 카운터부에서 카운트된 시간을 기 설정된 시간 기준값과 비교하는 비교부;를 포함하되,A comparison unit for comparing the time counted by the counter unit with a preset time reference value;
상기 전류 제어부는,The current controller,
상기 카운터부에서 카운트된 시간이 상기 시간 기준값을 초과하면 상기 SR 모터의 회전 속도를 빠르게 하는 진각 제어를 실행하고,When the time counted by the counter unit exceeds the time reference value, an advance control is performed to increase the rotational speed of the SR motor;
SR 모터가 목표 위치를 향해 회전하는 실변속 구간에서 계측된 전류값에 따라 상기 진각 제어를 더욱 증대시키거나 SR 모터의 회전 속도를 늦추는 지각 제어를 실행하도록 프래그래밍된 로직을 포함한다.and logic programmed to further increase the advance control or perform retard control to slow down the rotational speed of the SR motor according to a current value measured in an actual speed range in which the SR motor rotates toward a target position.
본 발명의 실시 예에 따르면, SR 모터(Switched Reluctance Motor)를 시프트 액추에이터로 사용하는 전동식 시프트 바이 와이어 시스템에서 별도의 하드웨어 추가나 변경 없이 소프트 웨어 변경만으로 응답의 균일성(일정한 변속시간)을 보장할 수 있으며, 이에 따라 변속 지연에 따른 상품성 저하나 안전사고를 방지할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in an electric shift-by-wire system using a SR motor (Switched Reluctance Motor) as a shift actuator, uniformity of response (constant shift time) can be guaranteed only by changing software without additional hardware addition or change. Accordingly, it is possible to prevent deterioration in marketability or safety accidents due to shift delay.
도 1은 자동 변속기에 적용되는 시프트 바이 와이어 시스템의 레인지 전환 기구를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 시프트 바이 와이어 시스템의 모터 제어 장치의 개략도.
도 3은 진각 제어를 설명하기 위한 본 발명의 참고도.
도 4는 시프트 바이 와이어 시스템에서 모터를 제어하는 일련의 과정을 순서대로 도시한 제어 흐름도.1 is a perspective view showing a range switching mechanism of a shift-by-wire system applied to an automatic transmission;
2 is a schematic diagram of a motor control device of a shift-by-wire system according to an embodiment of the present invention.
3 is a reference diagram of the present invention for explaining advance control;
4 is a control flowchart showing a series of processes for controlling a motor in a shift-by-wire system in order;
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 발명을 설명함에 있어 이하 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. In describing the present invention, terms used in the following specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
또한, 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In addition, the terms "include" or "having" in this specification are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other It should be understood that the presence or addition of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Also, terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another.
더하여, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, terms such as "...unit", "...unit", and "...module" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software. can
첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일도면 참조부호를 부여하기로 하며 동일 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals will be assigned to the same components, and duplicate descriptions of the same components will be omitted. In addition, in the description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.
먼저, 도 1을 참조하여 시프트 바이 와이어 시스템의 변속 레인지 전환 기구의 기구적인 구성부터 개략적으로 살펴보기로 한다.First, with reference to FIG. 1, the mechanical configuration of the shift range switching mechanism of the shift-by-wire system will be schematically reviewed.
도 1은 자동 변속기에 적용되는 시프트 바이 와이어 시스템의 변속 레인지 전환 기구를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing a shift range switching mechanism of a shift-by-wire system applied to an automatic transmission.
도 1을 참조하면, 변속 레인지 전환 기구(13)는, 메뉴얼 밸브(42)의 스풀(42a)의 위치를 결정하도록 연동되는 디텐트 플레이트(15) 및 디텐트 플레이트(15)를 회전시키기 위한 구동력을 발생시키는 시프트 엑추에이터(16)를 포함한다. 시프트 엑추에이터(16)는 전동식일 수 있으며, 스타터 모터(미도시)와 동일하게 차량에 탑재된 배터리로부터 전력의 공급을 받아 작동된다.Referring to FIG. 1 , the shift
변속 레인지 전환 기구(13)는 파킹 기구(17)와 연동 가능하게 연결된다. 변속 레인지 전환 기구(13)의 상기 디텐트 플레이트(15)는 시프트 엑추에이터(16)에 의해 회전되어 메뉴얼 밸브(42)의 스풀(42a)이나 파킹 기구(17)의 파킹 로드(17c)를 단계적으로 밀고 당겨 위치를 결정한다. 이때 디텐트 플레이트(15)와 회전축(15a), 그리고 디텐트 스프링(15b)으로 디텐트 기구가 구성된다.The shift
디텐트 스프링(15b)은 메뉴얼 밸브(42)의 밸브 바디(42b) 상에 지지될 수 있으며, 디텐트 플레이트(15)는 대략 부채 모양으로 형성될 수 있다. 디텐트 플레이트(15)의 회전 중심이 되는 부분은 회전축(15a)을 매개로 시프트 엑추에이터(16)와 기구적으로 연결된다. 이에 따라 시프트 엑추에이터(16)의 모터(16a)와 동기화되어 디텐트 플레이트(15)가 회전을 하게 된다.The
디텐트 플레이트(15)의 외주에는 연속된 곡선상의 파형으로 이루어진 변속 레인지 결정면(150, 이하, '위치 결정면'이라 한다)이 형성되며, 이러한 위치 결정면(150)의 특정 위치의 골에 디텐트 스프링(15b)의 롤러(15c)가 안착되어 위치 결정된 상태(변속 레인지 전환 상태)를 유지할 수 있다. A shift range determining surface (150, hereinafter referred to as a 'positioning surface') made of continuous curved waveforms is formed on the outer circumference of the
바람직하게는, 상기 위치 결정면에는 연동하는 매뉴얼 밸브(42)의 각 레인지 위치(P, R, N, D)에 대응하여 4개의 골이 형성될 수 있다. 그리고 각각의 골과 이웃하는 골 사이, 예컨대 P 레인지의 골과 R 레인지의 골 또는 R 레인지의 골과 N 레인지의 골 사이에는 산이 형성된다. 이때 산은 인접한 변속 레인지 간 경계를 의미한다.Preferably, four valleys may be formed on the positioning surface corresponding to each range position (P, R, N, D) of the interlocking
각 변속 레인지 별 위치를 결정하는 골과 이웃하는 골 사이의 피치(Pitch)는 같고, 때문에 인접한 변속 레인지 간 경계를 의미하는 산과 이웃하는 산 사이의 피치(Pitch)도 같다. 물론 경우에 따라서는 P 레인지의 골과 R 레인지의 골 사이의 피치를 다른 골 사이의 피치보다 크게 하는 경우도 있다. 따라서 모든 골 사이의 피치가 같은 것은 아니다.The pitch between the valley determining the position of each shift range and the neighboring valley is the same, so the pitch between the mountain representing the boundary between the adjacent shift ranges and the neighboring mountain is also the same. Of course, in some cases, the pitch between the P-range goal and the R-range goal may be made larger than the pitch between other goals. Therefore, the pitch between all goals is not the same.
운전자가 변속 레버(11)를 조작했을 때 출력되는 신호로 시프트 엑추에이터(16)가 구동되며, 이에 따라 상기 4개의 골(P, R, N, D 각 레인지 별 위치를 결정하는 골) 중 어느 하나의 골에 디텐트 스프링(15b)의 롤러(15c)가 위치하게 된다. 이로 인해 디텐트 플레이트(15)는 메뉴얼 밸브(42)의 각 위치에 대응하는 위치에서 위치 결정된 상태로 유지된다.The
시프트 엑추에이터(16)는 전동 모터, 좀 더 구체적으로는 SR 모터(Switched Reluctance Motor, 16a, 이하 설명의 편의를 위해 '모터'라 함)와 그 회전을 감속하는 감속 기구(16b), 그리고 모터(16a)의 회전에 따라 그 회전 방향과 회전 각도를 감지하여 상응하는 전기 신호로 후술하는 SBW 컨트롤러(14)에 출력하는 엔코더(16c)를 포함할 수 있다. The
회전축(15a)은 감속 기구(16b)의 출력축(도시 생략)에 스플라인 등에 의해 일체 회전 가능하게 연결될 수 있으며, 파킹 기구(17)는 자동 변속기(1)의 출력축(10)을 회전 불가능한 록(Lock) 상태 또는 회전 가능한 언록(Un-Lock) 상태로 전환시키는 역할을 한다. 파킹 기구(17)는 출력축(10)의 외면의 파킹 기어(17a)와, 파킹 록 폴(17b)과, 파킹 로드(17c) 등을 포함할 수 있다.The
이처럼 구성된 변속 레인지 전환 기구(13)의 기본적인 동작에 대해 간단히 살펴보기로 한다. The basic operation of the shift
차량의 운전자가 변속 레버(11)나 파킹 스위치(12)를 조작함으로써, 자동 변속기(1)의 파킹 레인지(P), 리버스 레인지(R), 뉴트럴 레인지(N), 드라이브 레인지(D) 중 하나의 레인지가 선택된다. 이로 인해 변속 레버 센서(103)나 파킹 스위치(12)로부터 신호가 출력되며, 그 출력 신호를 SBW 컨트롤러(14)가 입력 받아 선택된 목표 위치(또는 목표 레인지, P, R, N, D)를 인식한다. One of the parking range (P), reverse range (R), neutral range (N), and drive range (D) of the automatic transmission (1) by the driver of the vehicle operating the shift lever (11) or the parking switch (12). A range of is selected. As a result, a signal is output from the
SBW 컨트롤러(14)는 현재 위치와 새롭게 인식된 목표 위치(P, R, N, D)와의 거리 정보를 바탕으로 시프트 액추에이터(16)의 지령치(회전 방향 및 회전 각도를 포함하는 제어값으로서 듀티값)를 결정하고, 그 결정된 지령치를 바탕으로 설정된 타이밍에 모터(16a)를 소정 각도만큼 정회전 또는 역회전시킨다. 이로 인해 회전축(15a)과 디텐트 플레이트(15)가 소정 각도 회전된다.The
여기서, 타이밍은 모터 내부에 설치되고 전류자기효과를 가지는 홀 소자를 이용한 홀 센서(미도시)에 의해 결정될 수 있으며, 모터(16a)의 회전에 따라 신호 변화를 엔코더(16c)가 감지하여 현재 변속 레인지에 상응하는 신호를 상기 SBW 컨트롤러(14)에 제공한다. 그리고 SBW 컨트롤러(14)는 엔코더(16c)와 홀 센서(16d) 신호를 바탕으로 상기 모터(16a)를 피드백 제어한다.Here, the timing may be determined by a Hall sensor (not shown) using a Hall element installed inside the motor and having a current magnetic effect, and the
예를 들어, 변속 레버(11)가 뉴트럴 레인지(N)에서 드라이브 레인지(D)로 조작되면, 목표 위치 신호는 N→D로 바뀌게 된다. 이 신호를 받은 SBW 컨트롤러(14)는, 선택된 목표 위치(D)에 대응하는 목표 회전각을 설정하고 그에 상응하는 지령치(듀티값)를 결정하며, 결정된 지령치만큼 모터(16a)에 대해 통전을 허가한다. For example, when the
SBW 컨트롤러(14)는 또한, 통전에 따라 모터(16a)가 구동하여 그 출력축이 회전할 때 그 회전각에 상당하는 신호를 상기 엔코더(16c)로부터 실시간 제공받는다. 그리고 제공받은 엔코더(16c)의 신호로부터 모터(16a)의 회전 각도와 방향을 실시간 인식하며, 모터(16a)의 회전각이 상기의 목표 회전각과 일치하도록 모터(16a)를 피드백 제어한다. The
이와 같은 제어에 따라, 디텐트 플레이트(15)가 소정 각도만큼 도면의 반시계 방향으로 회전함으로써 디텐트 스프링(15b)의 롤러(15c)가 「N」의 골로부터 빠져 나와 인접한 마루를 1개 넘어 인접 측부의 「D」의 골에 위치하게 된다. 그 결과, 메뉴얼 밸브(42)의 스풀(42a)이 축방향으로 슬라이드되고 메뉴얼 밸브(42)의 레인지는 N→D로 전환된다.According to this control, the
운전자가 파킹 스위치(12)를 수동 조작하여 파킹 레인지(P)가 선택된 경우에는, 디텐트 플레이트(15)의 회전에 따라 파킹 로드(17c)가 밀리고, 파킹 록 폴(17b)이 들어 올려져 그 클로(17d, Claw)가 파킹 기어(17a)의 톱니 사이에 개재된다. 그 결과 자동 변속기(1)의 출력축(10)이 구속되는 동시에 메뉴얼 밸브(42)는 「P」위치에 정지하게 된다.When the driver manually operates the
이처럼 작동되는 변속 레인지 전환 기구(13)는 외부 환경조건(예를 들어, 극저온, 관련 부품 노후화 등)에 의해 모터의 부하가 증대되면 모터의 응답속도가 느려지게 된다. 그런데 서보 모터와 달리 상기 SR 모터는 그 특성상 PWM(Pulse Width Modulation) 듀티 제어를 통한 피드백 제어가 불가능하기 때문에 균일한 응답성을 보장하기 위한 다른 접근이 필요하다.When the load of the motor increases due to external environmental conditions (eg, cryogenic temperature, deterioration of related parts, etc.), the response speed of the motor is slowed down. However, unlike servo motors, since the SR motor cannot be controlled through feedback through PWM (Pulse Width Modulation) duty control due to its characteristics, a different approach is required to ensure uniform response.
이에 본 발명은 변속 레인지 전환 요청에 따른 모터 작동 시 모터의 응답성(반응 속도) 및 전류 정보(실제 모터에 인가된 전류 정보)에 따라 U상(U phase)의 통전을 실제 패턴보다 +1 Task 먼저 실시할 경우 전류상승 지연(Delay)를 만회하는 효과를 이용한 모터의 속도 제어를 통해 SR 모터의 응답성 문제를 해소할 수 있도록 한 전동식 시프트 바이 와이어 시스템의 모터 제어 장치를 제공한다.Therefore, according to the present invention, when the motor is operated according to the shift range switching request, the U phase is energized according to the motor's responsiveness (reaction speed) and current information (actually applied current information to the motor) by +1 Task rather than the actual pattern. In the first case, a motor control device of an electric shift-by-wire system is provided to solve the responsiveness problem of the SR motor through motor speed control using the effect of making up for the current rise delay.
이하, 시프트 바이 와이어 시스템에 적용되는 본 발명의 실시 예에 따른 시프트 바이 와이어 시스템의 모터 제어 장치에 대해 살펴보기로 한다.Hereinafter, a motor control apparatus of a shift-by-wire system according to an embodiment of the present invention applied to the shift-by-wire system will be described.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 시프트 바이 와이어 시스템의 모터 제어 장치의 개략도이다.2 is a schematic diagram of a motor control device of a shift-by-wire system according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 모터 제어 장치는, 전술한 모터(16a, SR 모터)와 엔코더(16c), 그리고 SBW 컨트롤러(14)를 포함한다. 모터(16a)는 SBW 컨트롤러(14)의 통제로 디텐트 플레이트(15)를 목표 위치로 회전시키며, 상기 엔코더(16c)의 신호로부터 디텐트 플레이트(15)가 목표 위치에 진입했는지 여부를 SBW 컨트롤러(14)가 인식한다.Referring to FIG. 2 , the motor control device according to an embodiment of the present invention includes the
SBW 컨트롤러(14)는 앞서 언급한 바와 같이, 변속 레버(11) 조작 시 변속 레버 센서(103)가 출력하는 신호를 분석하여 목표 위치를 설정한다. 그리고 설정된 목표 위치를 향해 디텐트 플레이트(15)가 회전되도록 모터(16a)를 제어한다. 좀 더 구체적으로는, 모터(16a)의 회전각을 엔코더(16c)의 신호로부터 인식하여 그 회전각이 목표 회전각과 일치하도록 모터(16a)를 제어한다. As described above, the
본 발명에서 SBW 컨트롤러(14)는 특히, 변속 레버 조작에 따른 변속 레인지 전환 요청에 따라 모터에 전류를 인가하되, 전류가 인가된 시점부터 모터의 실제 움직임이 감지된 시점까지의 시간을 바탕으로 응답성의 적절 여부를 판단하고, 응답성이 떨어진 경우 모터의 회전 속도를 빠르게 하는 진각 제어로서 응답성을 보상하도록 프로그래밍된 복수의 프로세서를 포함한다. In the present invention, the
좀 더 구체적으로는, 운전자의 상기 변속 레버 조작에 따라 변속 레인지 전환 요청이 입력되면 모터에 전류를 인가하되, 전류가 인가된 시점부터 모터의 실제 움직임이 감지된 시점까지의 시간을 카운트하고, 카운트된 시간이 기 설정된 시간 기준값을 초과하면 모터의 회전 속도를 빠르게 하는 진각 제어를 실행하며, 모터가 목표 위치를 향해 회전하는 실변속 구간에서 모터에 인가되는 전류를 계측하고, 계측된 전류값에 따라 상기 진각 제어를 증대시키거나 모터의 회전 속도를 늦추는 지각 제어를 실행하도록 프로그래밍된 복수의 프로세서를 포함한다.More specifically, when a shift range switching request is input according to the driver's manipulation of the shift lever, current is applied to the motor, but the time from when the current is applied to the time when the actual movement of the motor is detected is counted, If the set time exceeds the preset time reference value, advance control is performed to speed up the rotation speed of the motor. and a plurality of processors programmed to execute a retard control that increases the advance control or slows the rotational speed of the motor.
복수의 프로세서는 바람직하게, 변속 레인지 전환 요청이 입력된 시점에 모터(16a)의 현재 위치를 시작 위치로 인식하고 모터(16a)의 현재 위치와 목표 위치가 일치하는지 판단하는 판단부(140) 및 판단부(140)에 의한 판단 결과 현재 위치와 목표 위치가 일치하지 않는 경우 목표 위치 방향으로 모터(16a)를 회전시키기 위한 전류를 인가하는 전류 제어부(142)를 포함한다.The plurality of processors preferably recognizes the current position of the
또한, 전류 제어부(142)에 의해 전류가 인가된 시점부터 카운터를 가동시켜 모터(16a)의 실제 움직임이 감지된 시점까지의 시간을 카운트하는 카운터부(144)와, 상기 카운터부(144)에서 카운트된 시간을 기 설정된 시간 기준값과 비교하는 비교부(146)를 포함한다. 여기서 시간 기준값은 반복 실험 또는 동일 모사 환경의 시뮬레이션을 통해 도출되는 것으로, 최적의 응답성을 제공하는데 필요한 시간일 수 있다. In addition, the
전류 제어부(142)는 구체적으로, 카운터부(144)에서 카운트된 시간(모터(16a)에 전류가 인가된 시점부터 실제 모터(16a) 움직임이 감지된 시점까지의 시간)이 상기 시간 기준값을 초과하면, 실제 부하가 커서 모터(16a) 구동이 지연되는 경우(응답성이 떨어지는 것)로 판단, 진각 제어를 통해 모터(16a)의 회전 속도를 상승시킴으로써 응답성 지연을 보상하도록 프로그래밍된 프로그램(제어 로직)을 포함할 수 있다.Specifically, the
이때, 상기 프로그램에는 모터(16a)가 목표 위치를 향해 회전하는 실변속 구간에 진입했을 때, 션트(Shunt) 저항의 전압을 전류로 변환하여 실제 모터(16a)에 인가되는 전류 계측에 의해 계측된 전류값에 따라 상기 진각 제어를 더욱 증대시키거나 반대로 모터(16a)의 회전 속도를 늦추는 지각 제어를 통해 모터(16a)의 응답성을 적절히 조절하는 프로그램도 포함될 수 있다.At this time, the program converts the voltage of the shunt resistor into current when the
참고로, 진각 제어는 도 3의 참고도에 도시된 바와 같이, U상의 통전을 실제 패턴보다 +1 Task 먼저 실시할 경우 전류상승 지연(Delay)를 만회하는 효과를 이용하여 모터(16a)의 속도를 상승시키는 제어를 의미하며, 지각 제어는 반대로 U상의 통전을 실제 패턴보다 -1 Task 늦춰 실시함으로써 모터(16a)의 속도를 늦추는 제어를 의미한다.For reference, as shown in the reference diagram of FIG. 3, the advance control is the speed of the
이하 본 발명의 실시 예에 따른 전술한 전동식 시프트 바이 와이어 시스템의 모터 제어 장치에 의해 수행되는 모터 제어 과정을 도 4의 제어 흐름도를 참조하여 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다. 설명의 편의를 위해 전술한 도 1 및 도 2에 도시된 구성은 해당 참조번호를 언급하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a motor control process performed by the motor control device of the above-described electric shift-by-wire system according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to a control flowchart of FIG. 4 . For convenience of description, the configurations shown in FIGS. 1 and 2 described above will be described with reference to corresponding reference numerals.
도 4는 전동식 시프트 바이 와이어 시스템의 모터 제어 장치에 행해지는 위한 일련의 모터 제어 과정을 순서대로 도시한 제어 흐름도이다.4 is a control flowchart showing a series of motor control processes performed in the motor control device of the electric shift-by-wire system in order.
도 4를 참조하면, 전동식 시프트 바이 와이어 시스템의 모터 제어 방법은, 변속 레인지 전환 요청이 입력되면 전환 요청이 입력된 시점에 모터(16a)의 현재 위치를 시작 위치로 인식하고 상기 모터(16a)의 현재 위치와 목표 위치가 일치하는지 판단하는 단계(S100)부터 시작한다. S100 단계에서 만약 모터(16a)의 현재 위치와 목표 위치가 일치하면, 변속 레인지 전환 요청에 따라 이미 변속 레인지 전환이 완료된 것으로 판단, 더 이상 진행 없이 프로세스를 종료한다. Referring to FIG. 4 , in the motor control method of the electric shift-by-wire system, when a shift range change request is input, the current position of the
이와는 달리, S100 단계를 통한 판단 결과, 현재 위치와 목표 위치가 일치하지 않으면, 목표 위치 방향으로 모터(16a)를 회전시키기 위한 전류를 모터(16a)에 인가하는 단계(S200)가 진행된다. S200 단계에서는 현재 위치를 기준으로 선택된 목표 위치(목표 변속 레인지)까지의 거리 정보를 바탕으로 목표 회전각을 결정하고, 모터(16a)의 회전 각도가 상기 목표 회전각에 도달할 때까지 통전을 허가한다. In contrast, as a result of the determination through step S100, if the current position and the target position do not match, a step of applying a current to the
S200 단계에서 모터(16a)를 목표 위치로 회전시키기 위한 전류가 인가되면, 다음 단계로 전류가 인가한 시점부터 카운터를 가동시켜 모터(16a)의 실제 움직임이 감지된 시점까지의 시간을 카운트하는 단계(S300)가 연이어 진행된다. 이때 S300 단계에서는 전류 인가 후 엔코더(16c)의 출력 변화가 감지된 시점을 모터(16a)의 실제 움직임이 감지된 시점으로 인식할 수 있다.When the current for rotating the
S300 단계에서 카운트된 시간은 이후 S400 단계에서 기 설정된 시간 기준값과의 비교를 위한 비교값으로 제공된다. S400 단계에서는 구체적으로, S300 단계에서 카운트된 시간이 상기 시간 기준값을 초과하면 모터(16a)의 회전 속도가 초기 설정 속도보다 느려진 것으로 판단, 모터(16a)의 회전 속도를 빠르게 하여 느려진 반응속도를 보상하는 소정의 제어가 행해진다.The time counted in step S300 is then provided as a comparison value for comparison with a preset time reference value in step S400. Specifically, in step S400, when the time counted in step S300 exceeds the time reference value, it is determined that the rotation speed of the
여기서, 소정의 제어는 모터(16a)의 회전 속도를 빠르게 하는 진각 제어일 수 있다. 이때 진각 제어는 앞서도 언급한 바와 같이 U상의 통전을 실제 패턴보다 +1 Task 먼저 실시할 경우 전류상승 지연(Delay)를 만회하는 효과를 이용하여 모터(16a)의 속도를 상승시키는 제어를 의미한다(도 3 참조).Here, the predetermined control may be an advance control that increases the rotational speed of the
이와는 달리, S300 단계에서 카운트된 시간이 상기 시간 기준값보다 작으면, 모터(16a)의 회전 속도가 적정 속도인 것으로 판단, 모터(16a)의 회전 속도를 빠르게 하기 위한 소정의 제어, 즉 상기 진각 제어 단계를 거치지 않고 이후 진행될 S500 단계로 전환시킨다.In contrast, if the time counted in step S300 is less than the time reference value, it is determined that the rotational speed of the
S400 단계 이후 모터(16a)의 현재 위치와 상기 시작 위치의 차이를 기 설정된 임계값과 비교하는 단계(S500)로 넘어간다. S500 단계에서 만약, 진각 제어 후 모터(16a)의 현재 위치와 시작 위치의 차이가 기 설정된 임계값 미만이면, 진각 제어에도 모터(16a)가 목표 위치 방향으로 제대로 움직이지 못한 것이므로 카운터 초기화 후 S300 단계로 돌아간다.After step S400, the process proceeds to step S500 of comparing the difference between the current position of the
좀 더 구체적으로는, S500 단계를 통한 비교 결과, 진각 제어 후 모터(16a)의 현재 위치와 시작 위치의 차이가 기 설정된 임계값 미만이면, 카운터 초기화 후 S300 단계로 돌아가 이후 과정을 반복 실행하되, 반복 실행 시 S400 단계에서는 직전 진각 제어보다 모터(16a)의 회전 속도를 더욱 빠르게 하는 진각 제어(예컨대, U상의 통전을 실제 패턴보다 +2 Task 먼저 실시)가 행해지도록 한다.More specifically, as a result of comparison through step S500, if the difference between the current position and the start position of the
이와는 달리 S500 단계를 통한 비교 결과, 진각 제어 후 모터(16a)의 현재 위치와 시작 위치의 차이가 기 설정된 임계값을 초과하면, 모터(16a)가 목표 위치를 향해 회전하는 실변속 구간에 진입한 것으로 판단, 이후 설명될 S600 단계로 프로세스를 전환한다. In contrast, as a result of comparison through step S500, if the difference between the current position and the starting position of the
S600 단계에서는 모터(16a)가 목표 위치를 향해 회전하는 실변속 구간에서 모터(16a)에 인가되는 전류를 계측하고, 계측된 전류값에 따라 상기 진각 제어를 증대시키거나 반대로 모터(16a)의 회전 속도를 늦추는 지각 제어가 수행된다. 이러한 S600 단계에서는 계측된 전류값을 기 설정된 기준 전류값과 비교하여 진각 제어를 더욱 증대시키거나 회전 속도를 늦추는 지각 제어가 수행될 수 있다.In step S600, the current applied to the
S600 단계를 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.Step S600 will be examined in more detail.
프로세스가 S600 단계로 전환되면 먼저, 전류 에러값을 계산한다(S610). 여기서 전류 에러값은 기준 전류값에서 실변속 구간에서 계측된 모터(16a)의 전류값(계측 전류값)을 뺀 값, 즉 「전류 에러값 = 기준 전류값 - 계측 전류값」와 같은 단순 수식으로부터 계산될 수 있다. When the process is converted to step S600, first, a current error value is calculated (S610). Here, the current error value is a value obtained by subtracting the current value (measured current value) of the
이때 전류 에러값을 계산함에 있어 기준이 되는 모터(16a)의 전류값, 즉 상기 기준 전류값은 배터리 전압에 따라 다른 값으로 설정될 수 있다. 이는 배터리 전압 차이에 따른 전류 상승을 모터(16a)의 부하 증대로 오인하지 않도록 하기 위함이다. In this case, the current value of the
S610 단계를 통해 전류 에러값이 도출되면, 모터(16a)의 실제 회전각(엔코더 출력으로부터 계산)과 목표 회전각이 근접하는 모터(16a) 정지 제어 구간에 도달하였는지 판단(모터(16a)의 회전 위치가 목표 위치에 근접하였는지 판단)하고(S620), 모터(16a)가 정지 제어 구간에 도달한 것으로 판단되면, 모터(16a) 진각 제어를 중지하는 동시에 모터(16a) 정지 제어(2상 통전)를 실시하여 모터(16a)가 목표 위치에 정지될 수 있도록 한다(S622).When the current error value is derived through step S610, it is determined whether the actual rotation angle (calculated from the encoder output) and the target rotation angle of the
이와는 달리, 모터(16a)가 정지 제어 구간에 도달하지 않은 경우에는 S610 단계를 통해 계산된 전류 에러값을 기 설정된 설정 임계값들과 비교하여 클수록 이에 비례하는 진각 제어를 수행하고 작을수록 이에 비례하는 지각 제어를 수행한다(S630). On the other hand, when the
예를 들어, 도면의 예시와 같이 먼저 상기 전류 에러값을 가장 큰 임계값인 설정 임계값 1과 비교하여, 전류 에러값이 설정 임계값 1보다 크면(전류 에러값 > 설정 임계값 1) 진각 제어를 +2 Task 더 증대시키고, 전류 에러값이 설정 임계값 1보다 작으면(전류 에러값 < 설정 임계값 1) 상기 설정 임계값 1보다 작은 설정 임계값 2와 다시 한번 비교한다.For example, as shown in the drawing, the current error value is first compared with the set threshold value 1, which is the largest threshold value, and if the current error value is greater than the set threshold value 1 (current error value > set threshold value 1), the advance control +2 Task is further increased, and if the current error value is less than the set threshold value 1 (current error value <set threshold value 1), it is compared with the set threshold value 2 smaller than the set threshold value 1 once again.
그 결과, 전류 에러값이 설정 임계값 2보다 크면(설정 임계값 1 > 전류 에러값 > 설정 임계값 2) 진각 제어를 +1 Task 만큼만 더 증대시키고, 전류 에러값이 설정 임계값 2보다 작으면(전류 에러값 < 설정 임계값 2) 상기 설정 임계값 2보다 더 작은 설정 임계값 3과 다시 한번 비교하여, 전류 에러값이 설정 임계값 3보다 작으면, 진각 제어를 -2 Task 감소시킨다(-2 Task 지각 제어).As a result, if the current error value is greater than the set threshold value 2 (set threshold value 1 > current error value > set threshold value 2), the advance control is increased by +1 Task, and if the current error value is less than the set threshold value 2, (Current error value < set threshold value 2) Compared once again with the set threshold value 3 smaller than the set threshold value 2, if the current error value is smaller than the set threshold value 3, the advance control is reduced by -2 Task (- 2 Task perception control).
반대로, 전류 에러값이 설정 임계값 3보다 크면, 상기 설정 임계값 3보다는 크고 설정 임계값 2보다는 작은 설정 임계값 4와 비교 후 설정 임계값 4보다 작으면(설정 임계값 3 < 전류 에러값 < 설정 임계값 4), 진각 제어를 -1 Task만 감소시키고(-1 Task 지각 제어), 설정 임계값 4보다 크면(설정 임계값 4 < 전류 에러값 < 설정 임계값 2) 진각 또는 지각 제어를 하지 않도록 설정될 수 있다.Conversely, if the current error value is greater than the set threshold value 3, after comparison with the set threshold value 4 greater than the set threshold value 3 and less than the set threshold value 2, if it is smaller than the set threshold value 4 (set threshold value 3 < current error value < Set threshold 4), reduce advance control by -1 task (-1 task tardiness control), and if it is greater than set threshold 4 (set threshold 4 < current error value < set threshold 2), advance or retard control is not performed. It can be set not to.
이상에서 살펴본 본 발명의 실시 예에 따르면, SR 모터(Switched Reluctance Motor)를 시프트 액추에이터로 사용하는 전동식 시프트 바이 와이어 시스템에서 별도의 하드웨어 추가나 변경 없이 소프트 웨어 변경만으로 응답의 균일성(일정한 변속시간)을 보장할 수 있으며, 이에 따라 변속 지연에 따른 상품성 저하나 안전사고를 방지할 수 있다.According to the embodiment of the present invention described above, in an electric shift-by-wire system using a SR motor (Switched Reluctance Motor) as a shift actuator, uniformity of response (constant shift time) can be achieved only by changing software without additional hardware addition or change. Accordingly, it is possible to prevent deterioration in marketability or safety accidents due to shift delay.
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In the above detailed description of the present invention, only special embodiments have been described accordingly. However, it should be understood that the present invention is not limited to the particular forms mentioned in the detailed description, but rather it is understood to include all modifications, equivalents and substitutes within the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims. It should be.
10 : 출력축 13 : 레인지 전환 기구
14 : SBW 컨트롤러 15 : 디텐트 플레이트
15a : 회전축 15b : 디텐트 스프링
15c : 롤러 16 : 시프트 엑추에이터
16a : 모터 16b : 감속기구
16c : 엔코더 17 : 파킹 기구
140 : 판단부 142 : 전류 제어부
144 : 카운터부 146 : 비교부
150 : 위치 결정면10: output shaft 13: range switching mechanism
14: SBW controller 15: detent plate
15a:
15c: roller 16: shift actuator
16a:
16c: encoder 17: parking mechanism
140: determination unit 142: current control unit
144: counter unit 146: comparison unit
150: positioning surface
Claims (8)
(a) 변속 레인지 전환 요청이 입력되면 전환 요청이 입력된 시점에 SR 모터의 현재 위치를 시작 위치로 인식하고 상기 SR 모터의 현재 위치와 목표 위치가 일치하는지 판단하는 단계;
(b) 현재 위치와 목표 위치가 일치하지 않는 경우, 목표 위치 방향으로 상기 SR 모터를 회전시키기 위한 전류를 인가하는 단계;
(c) 전류가 인가된 시점부터 카운터를 가동시켜 SR 모터의 실제 움직임이 감지된 시점까지의 시간을 카운트하는 단계;
(d) 카운트된 시간을 기 설정된 시간 기준값과 비교하고, 카운트된 시간이 상기 시간 기준값을 초과하면 상기 SR 모터의 회전 속도를 빠르게 하는 진각 제어를 수행하는 단계; 및
(e) SR 모터가 목표 위치를 향해 회전하는 실변속 구간에서 SR 모터에 인가되는 전류를 계측하고, 계측된 전류값에 따라 상기 진각 제어를 증대시키거나 SR 모터의 회전 속도를 늦추는 지각 제어를 수행하는 단계;를 포함하며,
상기 (e) 단계에서는,
계측된 전류값을 기 설정된 기준 전류값과 비교하여 진각 제어를 증대시키거나 지각 제어를 수행하는 전동식 시프트 바이 와이어 시스템의 모터 제어 방법.
In an electric shift-by-wire (SBW) system in which shift range switching of an automatic transmission is implemented by a switched reluctance motor (SR motor),
(a) recognizing the current position of the SR motor as a start position at the time when the shift request is input when a shift range switching request is input, and determining whether the current position of the SR motor and a target position coincide with each other;
(b) applying a current to rotate the SR motor in the direction of the target position when the current position and the target position do not match;
(c) counting the time from when the current is applied to when the actual movement of the SR motor is detected by operating a counter;
(d) comparing the counted time with a preset time reference value, and performing advance control to speed up the rotational speed of the SR motor when the counted time exceeds the time reference value; and
(e) Measure the current applied to the SR motor in the actual speed range where the SR motor rotates toward the target position, and increase the advance control or slow down the rotation speed of the SR motor according to the measured current value. Including;
In step (e),
A method for controlling a motor of an electric shift-by-wire system in which an advance control is increased or a retard control is performed by comparing a measured current value with a preset reference current value.
(d') 상기 (d)와 (e) 단계 사이에 상기 (d) 단계를 통한 진각 제어 후 SR 모터의 현재 위치와 상기 시작 위치의 차이를 기 설정된 임계값과 비교하는 단계;를 더 포함하는 전동식 시프트 바이 와이어 시스템의 모터 제어 방법.
According to claim 1,
(d') comparing the difference between the current position of the SR motor and the starting position after the advance control through the step (d) between steps (d) and (e) with a preset threshold; further comprising Motor control method of electric shift-by-wire system.
상기 (d') 단계를 통한 비교결과, 진각 제어 후 SR 모터의 현재 위치와 상기 시작 위치의 차이가 기 설정된 임계값 미만이면, 카운터 초기화 후 상기 (c) 단계로 돌아가 이후 과정을 반복 실행하되, 반복 실행 시 상기 (d) 단계에서는 직전 진각 제어보다 SR 모터의 회전 속도를 더욱 빠르게 하는 진각 제어를 실행하는 전동식 시프트 바이 와이어 시스템의 모터 제어 방법.
According to claim 2,
As a result of the comparison through the step (d'), if the difference between the current position of the SR motor and the starting position after the advance control is less than a preset threshold, return to the step (c) after the counter is initialized and repeat the process thereafter, A method for controlling a motor of an electric shift-by-wire system in which, in step (d), during repetitive execution, an advance control that makes the rotational speed of the SR motor faster than the previous advance control is performed.
상기 (d') 단계를 통한 비교결과, 진각 제어 후 SR 모터의 현재 위치와 상기 시작 위치의 차이가 기 설정된 임계값을 초과하면 상기 (e) 단계로 프로세스를 전환하는 전동식 시프트 바이 와이어 시스템의 모터 제어 방법.
According to claim 2,
As a result of the comparison through the step (d'), if the difference between the current position of the SR motor and the starting position after the advance control exceeds a preset threshold value, the motor of the electric shift-by-wire system for switching the process to the step (e) control method.
기준 전류값에서 계측 전류값을 뺀 전류 에러값(전류 에러값 = 기준 전류값 - 계측 전류값)을 계산하고,
상기 전류 에러값을 설정 임계값과 비교하여 클수록 이에 비례하여 진각 제어를 증대시키고 작을수록 이에 비례하는 지각 제어가 수행되는 전동식 시프트 바이 와이어 시스템의 모터 제어 방법.
According to claim 1,
Calculate a current error value (current error value = reference current value - measured current value) by subtracting the measured current value from the reference current value;
A motor control method of an electric shift-by-wire system in which the current error value is compared with a set threshold value, and advance control is increased in proportion to the current error value, and retardation control is performed in proportion to the current error value.
상기 SR 모터(16a)의 회전에 따라 상응하는 전기 신호를 출력하는 엔코더(16c);
변속 레버의 위치 변화를 감지하는 변속 레버 센서의 신호를 분석하여 목표 위치를 설정하고, 설정된 목표 위치를 향해 상기 디텐트 플레이트(15)가 회전될 수 있도록 상기 엔코더(16c)의 신호를 바탕으로 상기 SR 모터(16a)의 구동을 제어하는 SBW 컨트롤러(Shift By Wire Controller, 14);를 포함하며,
상기 SBW 컨트롤러(14)는,
운전자의 상기 변속 레버 조작에 따라 변속 레인지 전환 요청이 입력되면 상기 SR 모터(16a)에 전류를 인가하되, 전류가 인가된 시점부터 SR 모터(16a)의 실제 움직임이 감지된 시점까지의 시간을 카운트하고, 카운트된 시간이 기 설정된 시간 기준값을 초과하면 SR 모터(16a)의 회전 속도를 빠르게 하는 진각 제어를 실행하며, SR 모터(16a)가 목표 위치를 향해 회전하는 실변속 구간에서 SR 모터(16a)에 인가되는 전류를 계측하고, 계측된 전류값에 따라 상기 진각 제어를 증대시키거나 SR 모터(16a)의 회전 속도를 늦추는 지각 제어를 실행하되, 계측된 전류값을 기 설정된 기준 전류값과 비교하여 진각 제어를 증대시키거나 지각 제어를 수행하도록 프로그래밍된 복수의 프로세서를 구비하는 전동식 시프트 바이 와이어 시스템의 모터 제어 장치.
a SR motor (Switched Reluctance Motor, 16a) generating a driving force for rotating the detent plate 15 to a target position;
an encoder (16c) outputting a corresponding electrical signal according to the rotation of the SR motor (16a);
A target position is set by analyzing a signal from a shift lever sensor that detects a change in position of the shift lever, and the detent plate 15 is rotated toward the set target position based on the signal of the encoder 16c. Including; SBW controller (Shift By Wire Controller, 14) for controlling the driving of the SR motor (16a),
The SBW controller 14,
When a shift range change request is input according to the driver's operation of the shift lever, current is applied to the SR motor 16a, but the time from when the current is applied to the time when the actual movement of the SR motor 16a is detected is counted and, if the counted time exceeds a preset time reference value, an advance control is executed to speed up the rotational speed of the SR motor 16a. ), and increases the advance control according to the measured current value or performs retardation control to slow down the rotational speed of the SR motor 16a, and compares the measured current value with a preset reference current value A motor control device for an electric shift-by-wire system having a plurality of processors programmed to increase advance control or perform retard control by doing so.
상기 복수의 프로세서는,
변속 레인지 전환 요청이 입력된 시점에 SR 모터(16a)의 현재 위치를 시작 위치로 인식하고 상기 SR 모터(16a)의 현재 위치와 목표 위치가 일치하는지 판단하는 판단부(140);
상기 판단부(140)에 의한 판단 결과, 현재 위치와 목표 위치가 일치하지 않는 경우, 목표 위치 방향으로 상기 SR 모터(16a)를 회전시키기 위한 전류를 인가하는 전류 제어부(142);
전류 제어부(142)에 의해 전류가 인가된 시점부터 카운터를 가동시켜 SR 모터(16a)의 실제 움직임이 감지된 시점까지의 시간을 카운트하는 카운터부(144); 및
상기 카운터부(144)에서 카운트된 시간을 기 설정된 시간 기준값과 비교하는 비교부(146);를 포함하되,
상기 전류 제어부(142)는,
상기 카운터부(144)에서 카운트된 시간이 상기 시간 기준값을 초과하면 상기 SR 모터(16a)의 회전 속도를 빠르게 하는 진각 제어를 실행하고,
SR 모터(16a)가 목표 위치를 향해 회전하는 실변속 구간에서 계측된 전류값에 따라 상기 진각 제어를 더욱 증대시키거나 SR 모터(16a)의 회전 속도를 늦추는 지각 제어를 실행하는 전동식 시프트 바이 와이어 시스템의 모터 제어 장치.
According to claim 7,
The plurality of processors,
a determination unit 140 for recognizing the current position of the SR motor 16a as a start position when a shift range switching request is input and determining whether the current position of the SR motor 16a and a target position match;
a current controller 142 for applying current to rotate the SR motor 16a in the direction of the target position when the current position and the target position do not match as a result of the determination by the determination unit 140;
a counter unit 144 that counts the time from when current is applied by the current control unit 142 to when the actual movement of the SR motor 16a is detected by operating a counter; and
Comparing unit 146 for comparing the time counted by the counter unit 144 with a preset time reference value; including,
The current control unit 142,
When the time counted by the counter unit 144 exceeds the time reference value, an advance control for speeding up the rotational speed of the SR motor 16a is executed;
An electric shift-by-wire system that further increases the advance control or performs retard control that slows down the rotational speed of the SR motor 16a according to the current value measured in the actual speed range in which the SR motor 16a rotates toward the target position. motor control unit.
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